Un'immagine da microscopio a forza atomica che mostra l'antibiotico polimixina mentre deforma la membrana del batterio E. coli.

In una straordinaria dimostrazione di microbiologia, gli scienziati hanno catturato immagini dettagliate che mostrano, in tempo reale, come un antibiotico sconfigge un batterio. Lo studio, pubblicato su Nature Microbiology, svela il meccanismo d'azione delle polimixine: questi farmaci costringono la "corazza" del batterio a rompersi, creando delle brecce per potersi infiltrare e distruggerlo. LEGGI TUTTO

L'attacco alla corazza batterica
Le polimixine sono un'importante linea di difesa contro i batteri Gram-negativi, come l'Escherichia coli, che sono responsabili di molte infezioni resistenti ai farmaci. Questi batteri possiedono una doppia membrana cellulare, con quella esterna che funge da vera e propria "corazza", impedendo a molti antibiotici di penetrare. Fino ad ora, il modo esatto in cui le polimixine superassero questa barriera non era del tutto compreso.

Utilizzando una tecnica avanzata chiamata microscopia a forza atomica, i ricercatori hanno potuto mappare la superficie dei batteri E. coli mentre venivano esposti all'antibiotico. Le immagini hanno rivelato un processo affascinante: l'antibiotico costringe la membrana esterna del batterio a produrre rigonfiamenti e protuberanze.

Un meccanismo di autodistruzione forzata
Man mano che questi rigonfiamenti crescono, il batterio inizia letteralmente a perdere pezzi della sua corazza, lasciando delle aperture nella membrana esterna. È attraverso queste brecce che l'antibiotico può finalmente entrare nella cellula e ucciderla. Carolina Borrelli, co-autrice dello studio, ha descritto il processo in modo evocativo: "È come se la cellula fosse costretta a produrre 'mattoni' per la sua parete esterna a un ritmo tale che la parete stessa si disgrega, permettendo all'antibiotico di infiltrarsi".

Questo meccanismo di "autodistruzione forzata" è stato osservato in tempo reale, fornendo una prova visiva diretta di come le polimixine riescano a compromettere le difese batteriche. L'effetto è stato definito "incredibile" dai ricercatori che hanno assistito al processo.

Una limitazione e le strategie future
Lo studio ha anche evidenziato un'importante limitazione di questi antibiotici. Il meccanismo d'azione descritto funziona solo su batteri che sono in fase di crescita attiva. Le polimixine sono inefficaci contro i batteri che si trovano in uno stato "dormiente", una condizione in cui possono sopravvivere per anni senza crescere o riprodursi, per poi "risvegliarsi" quando le condizioni tornano favorevoli.

Poiché un batterio dormiente non sta costruendo la sua membrana esterna, l'antibiotico non può forzarne la produzione e causarne la rottura. Questa scoperta apre la strada a nuove strategie terapeutiche. I ricercatori ipotizzano che si potrebbe combinare il trattamento con polimixine con altre terapie che, controintuitivamente, promuovono la produzione della corazza batterica o "risvegliano" i batteri dormienti, rendendoli così vulnerabili all'attacco dell'antibiotico.

Questa ricerca non solo svela un fondamentale meccanismo biologico, ma offre anche preziose indicazioni per sviluppare trattamenti più efficaci nella lotta contro le infezioni batteriche resistenti, una delle sfide più urgenti della medicina moderna.

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